书城科普自然界未解之谜全集
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第21章 植物之谜(3)

可是仅仅用自然环境因素来解释植物对地盘的争夺,对另外一些植物来说似乎并不合适。因为许多植物的盛衰似乎只取决于竞争对手的强弱,而与自然环境无关。比如在同一地区,蓖麻和小荠菜都长得很好,可是若将它们种在一起,蓖麻就像生了病一样,下面的叶子全部枯萎。而葡萄和卷心菜也是绝不肯和睦相处的一对。尽管葡萄爬得高,也无法摆脱卷心菜对它的伤害。把这种蛮横霸道发展到极点的是山艾树。这是生长在美国西南部干燥平原上的一种树,在它们生长的地盘内,竟不允许有任何外来植物落脚,即便是一棵杂草也不行。

美国佐治亚州立大学的研究者们为了证实这一点,不止一次地在它们中间种植一些其他植物,结果这些植物没有一株能逃脱死亡的结局。经分析研究发现,山艾树能分泌一种化学物质,而这种化学物质很可能就是它保护自己领地,置其他植物于死地的“秘密武器”。

最令科学家们不解和吃惊的,是土生土长植物与外来植物之间的地盘争夺战。为了美化环境,美国曾从国外大量引进外来植物,没想到若干年后,这些外来植物竟反客为主。比如原产于南美洲的鳄草,从19世纪80年代引进以来,至今在佛罗里达已统治了全州所有的运河、湖泊和水塘;过去长满径草的西棕榈海滩,现在已经成了澳大利亚白千层树的一统天下,土生土长的径草反而变得凤毛麟角、难得一见了;而澳大利亚胡椒也成了佛罗里达州东南部的“植物霸主”。还多亏了有人类干预,否则,这些外来植物会把本地植物“杀”得片甲不留。

说这些外来植物耀武扬威是自然因素造成的,似乎没有道理。因为从理论上说,土生土长的植物应该比外来者具有更强的适应当地环境的能力。如果外来植物是靠分泌化学物质来驱赶当地植物的,那么为什么当地植物在自己的“地盘”上却反而显示不出这种优势呢?看来,这个谜底还有待科学家们去探索。

植物能源之谜

导言:人类是不能没有能源的,自从人类发明了用火之后,能源问题就产生了。人类之初,地球上的木材资源是何等丰富啊!但几千几万年的砍伐,人们从木柴,到煤,到石油……地球上可利用的能源几乎被消耗殆尽,而煤和石油是不可能再生的,所以,人们的目光又转向了植物,因为植物是年年生长的,于是,什么植物生长最迅速,可解人类燃眉之急,这个问题就非同一般了。地球上的煤、石油、天然气资源是有限的,随着能源危机的一天天逼近,人们迫切地希望早日找到能代替煤、石油和天然气的“能源植物”。

最先引起科学家注意的是银合欢树,它生长迅速,七八年即可成材。它的汁液里含油量很高,有“燃烧的木头”之称。银合欢树原产于中美洲,它在东南亚潮湿温暖的地区也能很好地生长。菲律宾曾引种了12000公顷的银合欢树,获得了相当于100万桶石油的能源。这种树的缺点是不耐寒,无法在更多地区推广种植。

菲律宾北部有一种汉加树,每年开花结果三次,一棵树每次结果量可达15千克。当地人原本是把它作为药来用的:吃汉加果可以治胃痛,涂汉加果汁可以消除皮肤被蚊虫叮咬后的痒痛。后来人们发现,汉加果遇火会迅速剧烈地燃烧。经检测,原来汉加果内含有16%的酒精。这个消息令菲律宾政府非常兴奋,准备扩大栽种面积,以期用果实提炼物代替石油。

在巴西的热带丛林中,有一种常绿乔木——香胶树,只要在它高大的树干上打一个洞,半年内就可分泌出20~30千克胶汁。这种胶汁的化学性质与柴油十分相似,不需要加工提炼,就可以直接当柴油使用。据估计,100棵香胶树每年可产胶汁25桶,这个产量是很可观的。巴西政府已经开始对香胶树作进一步的研究。

美国加利福尼亚大学也成功地培育出了“石油树”。它的汁液中含有同原油相似的石油烃,经过脱水和分馏,可以得到汽油和航空用油。美国已有三个州种植了“石油树”。每英亩可年产10桶石油。

美国弗吉尼亚州的学者培育出一种杂交的白杨树,起名为“克隆388”。这种树生长迅速可以密植。几经砍伐后,仍能从树桩上迅速长出新的枝条来,而且越长越密,是理想的直接燃烧材料。

总之,在没有找到理想的能源植物之前,科学家们是决不会放弃努力的。

植物吃人之谜

导言:植物种类众多,植物的功效当然也多。有的植物以昆虫为食物,这我们也知道,可有些植物食量很大,可以“吞食”较大型的动物。人也是动物,如果不小心被这些植物捕捉到,当然它们也不会客气,因为植物要的是食物,它不可能分辨出吃的是人还是什么别的,所以人只要注意,不给它们机会就是了,其余就不必大惊小怪了。黄高森林位于越南西贡以北,与中国广西龙州相邻,处于左江下游。这里森林茂密,白天气候炎热,夜间又寒冷潮湿。

浓密的丛林中,不知道哪棵树会

“吃人”1969年8月美国海军陆战队卡洛塔上尉带着12个人来到黄高森林执行一项军事任务。在这个热带雨林中,他们发现了许多稀奇古怪的植物。

一天,上士凯文迪和几位同伴在一条溪边饮水。凯文迪刚伸手下去,就被一株水草卷住手腕,他使劲挣扎,竟不能扯脱,便大呼同伴帮忙。一个士兵在从军前是生物系的学生,认出这种草叫“狸藻”,知道此草能捕捉水中小虫,却不知为何竟能卷住人的手腕。那士兵当即拔出刺刀,将凯文迪的手斩断。凯文迪惨叫一声,其他几人惊奇地发现,那只断掉的手,竟被一蓬狸藻卷住,几秒钟的时间,就只剩下一些淡红的血水。大家感到毛骨悚然,若不是那位学过生物的士兵当机立断,只怕凯文迪整个人都会被卷进去吃掉。

那位士兵名叫汉斯,他后来回忆起当时的情景说:“我只是觉得这个地方太神秘了,我想也没有多想就斩掉凯文迪的手。从形状上看,吃掉凯文迪手的水草与狸藻一模一样。这种植物是杂生深水草本植物,属狸藻科。茎细长,叶互生,叶基部生有小囊,即捕虫囊,水中小虫进入,会被囊内分泌的酶所消化。秋季花出水面,花冠唇形,有黄色和白色两种,分布于东亚和东南亚各地,很常见。但能吞食人的肢体,我却是第一次见到。”

卡洛塔上尉的遭遇更可怕。他在凯文迪出事的两天后,前往附近丛林执行任务,结果遇难,连尸体也没有留下,而杀人者竟是猪笼草。这种草叶子的中脉延伸成卷须,到顶端膨大成囊状体,囊上有盖,囊面有绳子一样的窄翅,盖下有蜜腺,囊内有弱酸性的消化液,小虫吸蜜时落入,立即被消化掉。卡塔上尉在行进中,突然觉得整个身体失去了重心,被一片奇大的猪笼草吸住。他挣扎不开,向身后的同伴大喊“救命”。

一个士兵后来回忆说:“我们看见一大片草吸住了上尉,就像磁铁吸住钉子一样。他的声音带着颤抖。可是等我们飞跑过去时,他已有半个身体不存在了,人也死了。死得十分突然而又莫名其妙。我们只有眼睁睁地看着他消失在那丛该死的草堆里。”

卡洛塔所带的这支队伍虽然死了两个人,但与帕克·诺依曼的队伍相比,要幸运得多。帕克·诺依曼是美国陆军74团少校军官。该团遭到越南游击队的进攻,有一名上校、两名中校被俘。帕克·诺依曼少校带着27名富有战斗经验的官兵去追击。他们追了一天多,来到保安县境内的腾娄森林中,在那里,他们发现一块很大的平坦地带,上面没有丛林中常见的灌木丛、榕树及藤本植物,而是一片十分美丽的紫色草苔,如同铺着豪华的地毯。诺依曼少校下令就地休息,派出麦克·西弗等三名士兵去寻找干柴和水源。麦克·西弗等三人走出很远才发现一条溪涧,这时麦克·西弗突然对另外两个同伴说了一声“不好”,就连忙往回奔。当他们走近那片紫色草毯时,都惊呆了:帕克·诺依曼少校等24名官兵消失得无影无踪,那紫色的草毯上只剩下一些枪械刀刃。原来,他们都被这片美丽的毛毡苔吞食了。

毛毡苔是亚洲、非洲和北美洲的一种常见植物,属茅膏菜科,多年生草本,叶均基出,呈莲座状,叶柄细长,叶片近圆形,生满红紫色腺毛,分泌黏液,能捕食小虫,是著名的食虫植物。但是毛毡苔居然能一次吞掉24名美军官兵,实属一桩奇闻。食虫植物吃人的真正原因,至今仍不得而知。

植物的寄生之谜

导言:植物的寄生是个常见的现象,并不是所有的植物都有寄生的习性,也不是所有的植物都可以成为寄生的土壤。寄生植物想要在其他植物体上生根发芽,也要有许多偶然的条件。但是以自然界之大,无奇不有,这种偶然的机会太多了,也就成了必然。在植物这个庞大的“家族”中,大多数成员都“安分守己”,自己养活自己,但也有一些不“安分守己”的坏分子,像寄生虫一样,靠别人养活它们,这就是我们要说的寄生植物。寄生植物种类很多,如列当、野菰、大王花、桑寄生、柳阎王等。它们各自寄生的方式不一样,一般有全寄生和半寄生两种。

人们最熟悉的菟丝子,它的全身金黄色,呈丝状。说它是植物,没有一片绿叶,也看不到它的根,说它不是植物,它却会开花结籽和传播后代。春天,菟丝子种子发芽,也有根,主要靠种子里的营养,茎中有少量叶绿素,能制造很少很少的养分。但它一旦找到寄主,根很快便死亡,从此过上全寄生的生活。菟丝子是农作物的大敌,轻者严重减产,重者颗粒无收。为此,农民称之“从小像根针,长大缠豆身,吸了别人血,养活自己命”。菟丝子看不见根,也没有嘴巴,它又是如何生活呢?奇妙的是,它茎细长,最长可达1米以上,并有分枝。茎上长了很多吸盘,像嘴巴一样直接伸进大豆等植物的茎皮中,它每10厘米就有一个吸盘,都可单独成活,为此,它繁殖蔓延速度很快。

槲寄生与菟丝子又不一样,菟丝子属草本植物,而槲寄生属木本植物。它高30~60厘米,枝丛生,有分枝,能开花结果,长着四季常青的叶子。它主要半寄生在槲树、朴树、榆树、杨树等高大的树体上。种子传播方式很绝妙,主要靠爱吃它果实的鸟来进行广泛播种。大鸟把果实吞进去,因种子无法消化,又从粪便随意排在树上,小鸟因果汁粘嘴,靠鸟嘴在树皮上磨蹭,把种子粘在树上滋生萌发。

槲寄生有根,并把根伸进寄主树木的皮层,吸收养料。到了冬天,寄主槲树落叶,而槲寄生青枝绿叶,它除吸收别人的养料外,自己也能进行一些光合作用,为此,植物学上称它为“半寄生植物”。正是槲寄生冬季常绿不凋,旧社会迷信的人称此为“神树”,给它烧香叩头,采神树枝治病。因为槲寄生是一种很好的药材,所以竟有把病治好的,结果越传越神仙。

植物界中寄生植物的繁衍奇观,要逐个揭开它们的谜底不是一件简单的事。

花粉植物之谜

导言:动物繁殖是靠精子和卵子结合形成胚胎来完成的。植物的繁殖方式比较多,如扦插法,就是可以不通过花粉注入花蕊而结籽再繁殖的方法。但扦插法是人发现的一种简便的栽培方法。而自然界中,植物的繁殖还是靠授粉、结实,结籽的方式进行的,科学家发现这一过程有许多现象是不好理解的。自古以来,人们只知道植物的实生苗(由种子长出来的苗)和扦插苗(利用植物的每一部分培育出的苗),并不了解植物的雄性花粉粒也能培育出植株,甚至还能开花结实和传种接代。一般来说,植物繁殖要通过雌雄蕊花授粉,由生殖细胞进行细胞分裂,最后形成种子。但现在科技人员可从植物的雄性花上采下很小很小的花粉粒,把它放在事先配制好的人工培养基上,经过一段时间的人工培养,使这一两个雄性花粉粒变成一团细胞(愈伤组织),接着再通过转移培养,把这一团愈伤组织苗进行分离和转移培养成细小绿苗,最后移入土壤中,长成完整的一株植物。

在正常情况下,被子植物的花粉粒由一个生殖细胞和一个营养细胞所组成,当植物授粉(授精)后,生殖细胞进行细胞分裂,而营养细胞的核只增大不分裂,最后慢慢死亡并消失。可花粉粒培养中,通常解释为原先不分裂的营养细胞突然变得活跃起来,并进行细胞分裂,很快形成一团细胞(愈伤组织);而原先能分裂的生殖细胞却停止了分裂,并慢慢死亡消失。

近年来,少数科技人员对花粉单倍体培养出植株(单倍体育种)提出了议题,就是他们在花粉粒培养过程中,偶然发现一团细胞(愈伤组织)有时像一粒“绿色的种子”,甚至能清楚地看出它的胚芽和胚根等。假设愈伤组织也是通过先形成种子,而这些不成形的种子由于在休眠期,有性胚细胞不萌发,而是无性胚细胞萌发并产生多苗的无融合生殖。那么,这将引出了一个新的探讨议题,这就是说,愈伤组织到底是什么?它通过了哪些微妙的分化过程?这些有待科学家们去进一步探讨。